JPH04179934A - 第２高調波発生装置 - Google Patents
第２高調波発生装置Info
- Publication number
- JPH04179934A JPH04179934A JP30708090A JP30708090A JPH04179934A JP H04179934 A JPH04179934 A JP H04179934A JP 30708090 A JP30708090 A JP 30708090A JP 30708090 A JP30708090 A JP 30708090A JP H04179934 A JPH04179934 A JP H04179934A
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- Japan
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- light
- semiconductor laser
- basic wave
- optical axis
- fundamental wave
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、非線形光学材料内部で基本波をリング状に共
振せしめるモノリシックリング型の第２高調波発生装置
に関するものである。
振せしめるモノリシックリング型の第２高調波発生装置
に関するものである。
〔従来の技術］
従来の外部共振器を用いた第２高調波発生装置を第４図
に示す。
に示す。
２１基本波発生用の半導体レーザ（ＬＤ）であり、２２
はコリメートレンズ、２３は光アイソレータ、２４はミ
ラー２５ａ、ｂで構成される外部共振器内の共振モード
と入射ビームとを整合させるモード整合レンズ、２５ａ
、ｂは基本波共振用のミラー、２６はにＮｂｏｓ結晶等
の非線形光学材料、２７は非線形光学材料における基本
波（以下ω光とする）と第２高調波（以下２ω光とする
）との位相整合を行なうための温調用ペルチェ素子、２
８は２ω光を透過させω光を反射するグイクロイックミ
ラー、２９は直線偏光のω光をＬＤへ戻すために偏光方
向を９０°回転させるための雑波長板であり、３０はＬ
Ｄ２１へのω光帰還により発振周波数をロックするため
のミラーである。
はコリメートレンズ、２３は光アイソレータ、２４はミ
ラー２５ａ、ｂで構成される外部共振器内の共振モード
と入射ビームとを整合させるモード整合レンズ、２５ａ
、ｂは基本波共振用のミラー、２６はにＮｂｏｓ結晶等
の非線形光学材料、２７は非線形光学材料における基本
波（以下ω光とする）と第２高調波（以下２ω光とする
）との位相整合を行なうための温調用ペルチェ素子、２
８は２ω光を透過させω光を反射するグイクロイックミ
ラー、２９は直線偏光のω光をＬＤへ戻すために偏光方
向を９０°回転させるための雑波長板であり、３０はＬ
Ｄ２１へのω光帰還により発振周波数をロックするため
のミラーである。
第５図はもう１つの従来例を示すもので、気アイソレー
タを省き、非線形光学材料を３角リング状の外部共振器
内に配置したタイプでよる。
タを省き、非線形光学材料を３角リング状の外部共振器
内に配置したタイプでよる。
３１は基本波発生用の半導体レーザ（ＬＤ）であり、３
８はコリメート用のレンズ、３３は基本波（以下ω光と
する）を共振させる外部共振器用のミラー、３８′は外
部共振器内の共振モードと入射ビームとを整合させるモ
ード整合用のレンズ、３４はＫＮｂＯｚ結晶等の非線形
光学材料、３５は第２高調波（以下２ω光とする）を透
過させω光を反射するダイクロイックミラー、３２はＬ
ＤＩへのω光帰還により発振周波数をロックするための
ミラーを設けたＰＺＴ素、 子である。３６はダイクロ
イックミラーにより反射されたω光を検出するフォトダ
イオード（ＰＤ）であり、３７はＰＤ３６の検出信号に
基づいてＰＺＴ素子３２を駆動しそれに設けられたミラ
ーの角度を調整するコントローラである。
８はコリメート用のレンズ、３３は基本波（以下ω光と
する）を共振させる外部共振器用のミラー、３８′は外
部共振器内の共振モードと入射ビームとを整合させるモ
ード整合用のレンズ、３４はＫＮｂＯｚ結晶等の非線形
光学材料、３５は第２高調波（以下２ω光とする）を透
過させω光を反射するダイクロイックミラー、３２はＬ
ＤＩへのω光帰還により発振周波数をロックするための
ミラーを設けたＰＺＴ素、 子である。３６はダイクロ
イックミラーにより反射されたω光を検出するフォトダ
イオード（ＰＤ）であり、３７はＰＤ３６の検出信号に
基づいてＰＺＴ素子３２を駆動しそれに設けられたミラ
ーの角度を調整するコントローラである。
已 ［発明の解決しようとする課題］従来の外部共振
器を用いた第２高調波発生装置は、第４図に示すような
構成の場合、入射用のミラー２５ａから半導体レーザ２
１への戻り光を除去するための光アイソレータ２３を用
いている。この光アイソレータ２３は非常に高価で、か
つここで用いられている０、８μｍ帯の光アイソレータ
としては、透過率の高いものとしてはベルデ定数の小さ
な材料しか実用化されておらず、非常に大きなものとな
る。従って、モジュール化する場合、装置全体が大きく
なり、かつ高価になるという問題点を有していた。更に
、半導体レーザの発振周波数を安定化するために共振器
よりの出力光を半導体レーザへ戻す（光帰還）ための光
軸調整が困難であり、調整作業に時間がかかるという問
題点があった。
器を用いた第２高調波発生装置は、第４図に示すような
構成の場合、入射用のミラー２５ａから半導体レーザ２
１への戻り光を除去するための光アイソレータ２３を用
いている。この光アイソレータ２３は非常に高価で、か
つここで用いられている０、８μｍ帯の光アイソレータ
としては、透過率の高いものとしてはベルデ定数の小さ
な材料しか実用化されておらず、非常に大きなものとな
る。従って、モジュール化する場合、装置全体が大きく
なり、かつ高価になるという問題点を有していた。更に
、半導体レーザの発振周波数を安定化するために共振器
よりの出力光を半導体レーザへ戻す（光帰還）ための光
軸調整が困難であり、調整作業に時間がかかるという問
題点があった。
第５図の場合には、ω光の共振のための３角リング状の
外部共振器と、外部共振器からＬＤｌへのω光帰還を出
射ω光を検圧して制御するためのＰＺＴ素子３２、ダイ
クロイックミラー５、ＰＤ３６、コントローラ７が付加
されているため、それらの光軸調整が煩雑でありまた装
置全体が大型化するという問題点があった。
外部共振器と、外部共振器からＬＤｌへのω光帰還を出
射ω光を検圧して制御するためのＰＺＴ素子３２、ダイ
クロイックミラー５、ＰＤ３６、コントローラ７が付加
されているため、それらの光軸調整が煩雑でありまた装
置全体が大型化するという問題点があった。
また、外部共振器を使用しないモノリシックリング型の
第２高調波発生装置が提案されていたが、従来のモノリ
シックリングタイプではＬＤに入力する電流値を制御し
て、その発振周波数を安定化していた。そのようなタイ
プでは、発振周波数のモニターと電流フィードバックを
行うために複雑な制御が必要であった。また、非線形光
学材料からＬＤへの戻り光があると電流フィードバック
システムを乱し精密な制御が不可能となるため、非線形
光学材料とＬＤとの間の光軸上に光アイソレータを設け
る必要があった。
第２高調波発生装置が提案されていたが、従来のモノリ
シックリングタイプではＬＤに入力する電流値を制御し
て、その発振周波数を安定化していた。そのようなタイ
プでは、発振周波数のモニターと電流フィードバックを
行うために複雑な制御が必要であった。また、非線形光
学材料からＬＤへの戻り光があると電流フィードバック
システムを乱し精密な制御が不可能となるため、非線形
光学材料とＬＤとの間の光軸上に光アイソレータを設け
る必要があった。
［課題を解決する為の手段］
本願発明は、前述の問題点を解決すべくなされたもので
あり、基本波発生用の半導体レーザと、基本波を第２高
調波へ変換する非線形光学材料とを有する第２高調波発
生装置であって、該非線形光学材料は基本波がその内部
でリング状に共振するよう入射面が基本波の光軸に対し
て傾斜されており、前記半導体レーザの発振周波数安定
化のための戻り光を、該非線形光学材料から入射基本波
と同一の光軸でもって半導体レーザへ帰還させることを
特徴とする第２高調波発生装置を提供するものである。
あり、基本波発生用の半導体レーザと、基本波を第２高
調波へ変換する非線形光学材料とを有する第２高調波発
生装置であって、該非線形光学材料は基本波がその内部
でリング状に共振するよう入射面が基本波の光軸に対し
て傾斜されており、前記半導体レーザの発振周波数安定
化のための戻り光を、該非線形光学材料から入射基本波
と同一の光軸でもって半導体レーザへ帰還させることを
特徴とする第２高調波発生装置を提供するものである。
ＬＤの発振周波数の安定化は非線形光学材料内部で発生
した微弱な散乱光をＬＤへ戻すことにより行なっている
。
した微弱な散乱光をＬＤへ戻すことにより行なっている
。
非線形光学材料としては、β−ＢａＢａＯ４，ＫＴｉＯ
ＰＯ，、ＫＨ２ＰＯ，、ＫＮｂＯ，結晶等の非線形光学
結晶、有機非線形光学材料も使用できる。光源としては
、各種固体、気体レーザ等も使用できるが、コンパクト
化、軽量化の点でＬＤが好ましい。
ＰＯ，、ＫＨ２ＰＯ，、ＫＮｂＯ，結晶等の非線形光学
結晶、有機非線形光学材料も使用できる。光源としては
、各種固体、気体レーザ等も使用できるが、コンパクト
化、軽量化の点でＬＤが好ましい。
［作用］
本発明は前述の構成及び、周波数安定化法を用いること
により、光アイソレータ、ＬＤへの電流フィードバック
システム及び出射ω光によるフィードバックシステムを
不要とし、小型化、低価格化を実現する。さらにω光帰
還のための光軸調整も不要となり、生産性の向上及び低
価格化をはかることが可能である。
により、光アイソレータ、ＬＤへの電流フィードバック
システム及び出射ω光によるフィードバックシステムを
不要とし、小型化、低価格化を実現する。さらにω光帰
還のための光軸調整も不要となり、生産性の向上及び低
価格化をはかることが可能である。
［実施例］
第１図は本発明の実施例を示している。
波長的８６０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）ｌの光をコリ
メータレンズ２ （ｆ＝３．５８）により平行光とし、
×４のアナモルフィック・プリズム３を用いてＬＤＩの
収差を補正し、非線形光学材料であるＫＮｂＯａ結晶５
内の共振モードと入射ビームを整合させるためのモード
を整合レンズ（ｆ＝１３５）４を介して、ＫＮｂＯｘ結
晶５に入射させる。このときＫＮｂＯ，結晶５のω光入
射面が入射光軸に対して傾いているため、反射光はＬＤ
Ｉには戻らない。ＫＮｂＯｚ結晶５内では、図中時計回
り方向に共振し、ω光のパワーは増倍される。そのω光
は、ＫＮｂＯｚ結晶５により第２高調波２ω光に変換さ
れる。このとき、ＫＮｂＯ１結晶５はω光と２ω光で位
相整合がとれるように、ペルチェ素子により２７℃に保
持される。
メータレンズ２ （ｆ＝３．５８）により平行光とし、
×４のアナモルフィック・プリズム３を用いてＬＤＩの
収差を補正し、非線形光学材料であるＫＮｂＯａ結晶５
内の共振モードと入射ビームを整合させるためのモード
を整合レンズ（ｆ＝１３５）４を介して、ＫＮｂＯｘ結
晶５に入射させる。このときＫＮｂＯ，結晶５のω光入
射面が入射光軸に対して傾いているため、反射光はＬＤ
Ｉには戻らない。ＫＮｂＯｚ結晶５内では、図中時計回
り方向に共振し、ω光のパワーは増倍される。そのω光
は、ＫＮｂＯｚ結晶５により第２高調波２ω光に変換さ
れる。このとき、ＫＮｂＯ１結晶５はω光と２ω光で位
相整合がとれるように、ペルチェ素子により２７℃に保
持される。
ω光は結晶のｂ軸と平行な偏光方向で入射させており、
２ω光はそれと直行するＣ軸に平行な偏光方向で出射さ
れる。
２ω光はそれと直行するＣ軸に平行な偏光方向で出射さ
れる。
周波数安定化の方法として、ここでは光帰還法を用いて
いる。すなわち、３角形リング共振器を構成しているＫ
ＮｂＯ，結晶５内部の散乱による微弱な逆方向進行波（
図中反時計回り）を、３０〜５０ｄＢ程度ＬＤＩに注入
することにより周波数安定をはかつている。ＬＤＩの発
振周波数は共振器の共振周波数に自動的に引き込まれ安
定となる（ロックされる）。
いる。すなわち、３角形リング共振器を構成しているＫ
ＮｂＯ，結晶５内部の散乱による微弱な逆方向進行波（
図中反時計回り）を、３０〜５０ｄＢ程度ＬＤＩに注入
することにより周波数安定をはかつている。ＬＤＩの発
振周波数は共振器の共振周波数に自動的に引き込まれ安
定となる（ロックされる）。
ＬＤＩの発振周波数が安定化された状態での２ω光のス
ペクトルを第２図に示す。縦軸はピーク値を１とした場
合の光の相対的な強度である。第３図は安定化前のスペ
クトルであり、第２図のスペクトルにはＬＤＩの発振周
波数の１／２の周波数である４２８．５２ｎｍ以外の部
分（不要成分）がほとんど出力されておらず、４２８．
５２ｎｍのスペクトルのみがよりシャープに８力されて
いる。
ペクトルを第２図に示す。縦軸はピーク値を１とした場
合の光の相対的な強度である。第３図は安定化前のスペ
クトルであり、第２図のスペクトルにはＬＤＩの発振周
波数の１／２の周波数である４２８．５２ｎｍ以外の部
分（不要成分）がほとんど出力されておらず、４２８．
５２ｎｍのスペクトルのみがよりシャープに８力されて
いる。
本発明の帰還法は、散乱による戻り光と入射光とは同軸
であるので、光軸調整しなくてもよいという利点がある
。
であるので、光軸調整しなくてもよいという利点がある
。
また、このような第２高調波発生装置を光ディスク、光
磁気ディスク等の光記録媒体のピックアップのデータ検
出光源として用いれば、高密度のデータの読み取りが可
能となる。
磁気ディスク等の光記録媒体のピックアップのデータ検
出光源として用いれば、高密度のデータの読み取りが可
能となる。
［発明の効果］
本発明は、従来半導体レーザと外部共振器間に挿入され
ていた光アイソレータ、電流フィードバックシステム、
出射ω光のフィードバックシステムが不要となるので、
装置の小型化、製造工程の簡略化、低価格化が達成され
る。又、基本波の光源である半導体レーザの周波数安定
化のためのω光帰還が、光軸調整不要となり、生産性が
向上するという効果も有する。
ていた光アイソレータ、電流フィードバックシステム、
出射ω光のフィードバックシステムが不要となるので、
装置の小型化、製造工程の簡略化、低価格化が達成され
る。又、基本波の光源である半導体レーザの周波数安定
化のためのω光帰還が、光軸調整不要となり、生産性が
向上するという効果も有する。
第１図は本発明の実施例のブロック図であり、第２図は
半導体レーザがロックされた時の第２高調波のスペクト
ルのグラフであり、第３図は半導体レーザがロックされ
ない時の第２高調波のスペクトルのグラフであり、第４
図及び第５図は従来例のブロック図である。 ｌ・・・ＬＤ ５・・・ＫＮｂＯｓ結晶 ８ 瓢＠ ９ ぺ
Ｑ第ケ図
半導体レーザがロックされた時の第２高調波のスペクト
ルのグラフであり、第３図は半導体レーザがロックされ
ない時の第２高調波のスペクトルのグラフであり、第４
図及び第５図は従来例のブロック図である。 ｌ・・・ＬＤ ５・・・ＫＮｂＯｓ結晶 ８ 瓢＠ ９ ぺ
Ｑ第ケ図
Claims (2)
- （１）基本波発生用の半導体レーザと、基本波を第２高
調波へ変換する非線形光学材料とを有する第２高調波発
生装置であって、該非線形光学材料は基本波がその内部
でリング状に共振するよう入射面が基本波の光軸に対し
て傾斜されており、前記半導体レーザの発振周波数安定
化のための戻り光を、該非線形光学材料から入射基本波
と同一の光軸でもって半導体レーザへ帰還させることを
特徴とする第２高調波発生装置。 - （２）請求項１の第２高調波発生装置を記録された情報
の検出光源として用いた光記録媒体のピックアップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30708090A JPH04179934A (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 第２高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30708090A JPH04179934A (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 第２高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04179934A true JPH04179934A (ja) | 1992-06-26 |
Family
ID=17964797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30708090A Pending JPH04179934A (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 第２高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04179934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04337714A (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | バルク型共振器構造の光波長変換装置 |
-
1990
- 1990-11-15 JP JP30708090A patent/JPH04179934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04337714A (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | バルク型共振器構造の光波長変換装置 |
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